JP2020024845A - Method for controlling ionic wind generator - Google Patents

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Abstract

To provide a method for controlling an ionic wind generator, the method capable of achieving an ionic wind with a high body force using low electric power.SOLUTION: A method for controlling an ionic wind generator is provided in which a distance A between a first electrode layer 12 and a third electrode layer 16 is 11 to 35 mm. An AC voltage applied to the first electrode layer 12 by an AC power source 20 is set to 6 to 20 kVpp, and a DC voltage applied to a second electrode layer 14 or the third electrode layer 16 by a DC power source 30 is set to 6 to 20 kV.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、イオン風生成機の制御方法に関する。   The present invention relates to a method for controlling an ion wind generator.

金属電極/絶縁体/金属電極の構成において、金属電極の間に電圧をかけることで空気を帯電させてイオン風を発生させることが知られている。   In a metal electrode / insulator / metal electrode configuration, it is known that air is charged by applying a voltage between the metal electrodes to generate ion wind.

特許文献1では、面状誘電体の両面に設けた2つの電極のうち、少なくとも一方が多点の末端を有する電極で構成され、両電極に、交流電圧を印加するとともに、どちらか一方を接地してイオン風を誘起することを特徴とする気流発生装置が教示されている。特許文献1では、かかる気流発生装置は、(1)一方の電極に高電圧を印加することにより、面状誘電体を挟んで対向面に存在する接地された電極へのプラズマを誘起するという作用を有すること、(2)交流電圧を電極に印加することにより、プラズマの形態が安定し、同時に、面状誘電体上で電極から板状接地電極へ向かうブローイング力が誘起され、面状誘電体上でイオン風が生まれるという作用を有することが言及されている。   In Patent Literature 1, at least one of two electrodes provided on both surfaces of a planar dielectric is formed of an electrode having a multi-point end, an AC voltage is applied to both electrodes, and one of them is grounded. There is taught an airflow generator characterized by inducing ion wind. According to Patent Document 1, such an airflow generating device has the following effects. (1) By applying a high voltage to one of the electrodes, plasma is induced to a grounded electrode existing on the opposite surface with the planar dielectric material interposed therebetween. (2) By applying an AC voltage to the electrode, the form of the plasma is stabilized, and at the same time, a blowing force from the electrode to the plate-like ground electrode is induced on the planar dielectric, and It is mentioned above that it has the effect of generating an ionic wind.

また、かかるイオン風を熱交換手段として用いることも行われている。例えば、特許文献2では、電極基板と薄膜電極とそれらの間に挟まれた電子加速層とを有する電子放出素子と、薄膜電極から離れて薄膜電極に対向し、少なくとも1つの貫通孔を有するホール電極とを備え、電子放出素子とホール電極とを空気中に設置して、電極基板と薄膜電極との間に第1電圧を印加し、薄膜電極とホール電極との間に第2電圧を印加したとき、第1電圧によって、電極基板で生成された電子が電子加速層で加速されて薄膜電極から空気中に放出され負イオンを生成し、第2電圧によって負イオンを含むイオン風が生成されて貫通孔を通過して被熱交換体へ放出されるように構成された熱交換装置が開示されている。   Further, such ionic wind is also used as heat exchange means. For example, in Patent Document 2, an electron-emitting device having an electrode substrate, a thin-film electrode, and an electron acceleration layer sandwiched between them, and a hole having at least one through hole facing the thin-film electrode at a distance from the thin-film electrode An electron-emitting device and a hole electrode are placed in the air, a first voltage is applied between the electrode substrate and the thin-film electrode, and a second voltage is applied between the thin-film electrode and the hole electrode When the first voltage is applied, electrons generated on the electrode substrate are accelerated by the electron acceleration layer and released into the air from the thin film electrode to generate negative ions, and the second voltage generates an ion wind containing the negative ions. There is disclosed a heat exchange device configured to be discharged to a heat exchange target through a through hole.

また、近年では、三電極構成のイオン風発生装置も提案されている。   In recent years, a three-electrode ion wind generator has also been proposed.

非特許文献1では、三電極構成のプラズマアクチュエータにおいて、周波数6kHZ、7kHZ、13〜18kHZで交流15.6kVpp、直流0〜30kV印加することが開示されている。また、交流電極と直流電極との間の距離が、40mm、60mm、80mmであることも開示されている。   Non-Patent Document 1 discloses that a plasma actuator having a three-electrode configuration applies AC 15.6 kVpp and DC 0 to 30 kV at a frequency of 6 kHz, 7 kHz, 13 to 18 kHz. It is also disclosed that the distance between the AC electrode and the DC electrode is 40 mm, 60 mm, and 80 mm.

非特許文献2では、三電極構成のプラズマアクチュエータにおいて、交流10.4〜20.8kV、直流0〜20kV印加することが開示されている。また、交流電極と直流電極との間の距離が40mmであることも開示されている。   Non-Patent Document 2 discloses that a plasma actuator having a three-electrode configuration applies an AC of 10.4 to 20.8 kV and a DC of 0 to 20 kV. It also discloses that the distance between the AC electrode and the DC electrode is 40 mm.

特開2009−247966号公報JP 2009-247966 A 特開2013−077750号公報JP 2013-077750 A

日本機械学会 2017年度年次大会講演論文集NO.17−1、S0530102Proceedings of the 2017 Annual Meeting of the Japan Society of Mechanical Engineers NO. 17-1, S0530102 2012−3238.6th−AIAA Flow Control Conference,25−28 June 20122012-3238.6th-AIAA Flow Control Conference, 25-28 June 2012

イオン風の風速(体積力)増加とイオン風生成時の低電力化の両立に関して改善の余地があった。   There is room for improvement regarding both the increase in the wind speed (body force) of the ion wind and the reduction in power consumption when generating the ion wind.

そこで、体積力の高いイオン風を低電力で得ることができる、イオン風生成機の制御方法を提供する必要性が存在する。   Therefore, there is a need to provide a method for controlling an ion wind generator that can obtain an ion wind having a high body force with low power.

本発明者らは、鋭意検討したところ、以下の手段により上記課題を解決できることを見出して、本発明を完成させた。すなわち、本発明は、下記のとおりである:
〈態様1〉イオン風生成機の制御方法であって、
前記イオン風生成機が、
電極体と、交流電源及び直流電源を備え、
前記電極体が、第一電極層、第二電極層、第三電極層、及び誘電体層を有し、かつ
前記交流電源が、前記第一電極層と前記第二電極層との間に接続されており、それによってこれらの電極層の間に電圧を印加することができ、
前記直流電源が、前記第二電極層と前記第三電極層との間に接続されており、それによってこれらの電極層の間に電圧を印加することができ、
前記第一及び第三電極層が、前記誘電体層の一方の表面の一部に略平行に対向して配置されており、
前記第一電極層と前記第三電極層との間の距離が、11〜35mmであり、
前記第二電極層が、前記誘電体層の他方の表面の一部に配置されており、
それによって前記交流電源によって前記第一電極層と前記第二電極層との間に電圧を印加し、かつ前記直流電源によって前記第二電極層と前記第三電極層との間に電圧を印加したときに、前記誘電体層から離れる方向にイオン風を発生させることができる、
イオン風生成機であり、
前記交流電源により前記第一電極層と前記第二電極層との間に印加する交流電圧を、6〜20kVppとし、かつ
前記直流電源により前記第二電極層と前記第三電極層との間に印加する直流電圧を、6〜20kVとする、
イオン風生成機の制御方法。
〈態様2〉前記交流電圧を、11〜20kVppとする、態様1に記載のイオン風生成機の制御方法。
Means for Solving the Problems The present inventors have conducted intensive studies and found that the above-mentioned problems can be solved by the following means, and completed the present invention. That is, the present invention is as follows:
<Aspect 1> A method for controlling an ion wind generator,
The ion wind generator,
Equipped with an electrode body, an AC power supply and a DC power supply,
The electrode body has a first electrode layer, a second electrode layer, a third electrode layer, and a dielectric layer, and the AC power supply is connected between the first electrode layer and the second electrode layer. Voltage can be applied between these electrode layers,
The DC power source is connected between the second electrode layer and the third electrode layer, whereby a voltage can be applied between these electrode layers;
The first and third electrode layers are disposed to face a part of one surface of the dielectric layer substantially in parallel,
The distance between the first electrode layer and the third electrode layer is 11 to 35 mm,
The second electrode layer is disposed on a part of the other surface of the dielectric layer,
Thereby, a voltage was applied between the first electrode layer and the second electrode layer by the AC power supply, and a voltage was applied between the second electrode layer and the third electrode layer by the DC power supply. Sometimes, it is possible to generate ion wind in a direction away from the dielectric layer,
It is an ion wind generator,
An AC voltage applied between the first electrode layer and the second electrode layer by the AC power supply is set to 6 to 20 kVpp, and between the second electrode layer and the third electrode layer by the DC power supply. DC voltage to be applied is set to 6 to 20 kV,
Control method of ion wind generator.
<Aspect 2> The method for controlling an ion wind generator according to Aspect 1, wherein the AC voltage is 11 to 20 kVpp.

本発明によれば、体積力の高いイオン風を低電力で得ることができる、イオン風生成機の制御方法を提供することができる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the control method of the ion wind generator which can obtain the ion wind with high body force with low electric power can be provided.

図1は、イオン風生成機の概略図である。図1(a)は、イオン風生成機の側面断面図を示しており、図1(b)は、イオン風生成機の上面図を示している。FIG. 1 is a schematic diagram of an ion wind generator. FIG. 1A shows a side sectional view of the ion wind generator, and FIG. 1B shows a top view of the ion wind generator. 図2は、イオン風生成機によるイオン風の発生の概念図である。FIG. 2 is a conceptual diagram of generation of ion wind by the ion wind generator. 図3は、実施例1−1〜1−4及び比較例3−1の制御条件における、イオン風の体積力と第三電極層の電位の絶対値との関係を示す図である。FIG. 3 is a diagram illustrating the relationship between the body force of the ion wind and the absolute value of the potential of the third electrode layer under the control conditions of Examples 1-1 to 1-4 and Comparative Example 3-1.

《イオン風生成機の制御方法》
例示の態様である図1を参照して説明すると、本発明のイオン風生成機の制御方法は、
イオン風生成機100が、
電極体10と、交流電源20及び直流電源30を備え、
電極体10が、第一電極層12、第二電極層14、第三電極層16、及び誘電体層18を有し、かつ
交流電源20が、第一電極層12と第二電極層14との間に接続されており、それによってこれらの電極層の間に電圧を印加することができ、
直流電源30が、第二電極層14と第三電極層16との間に接続されており、それによってこれらの電極層の間に電圧を印加することができ、
第一電極層12及び第三電極層16が、誘電体層の一方の表面の一部に略平行に対向して配置されており、
第一電極層12と第三電極層16との間の距離Aが、11〜35mmであり、
第二電極層14が、誘電体層18の他方の表面の一部に配置されており、
それによって交流電源20によって第一電極層12と第二電極層14との間に電圧を印加し、かつ直流電源30によって第二電極層14と第三電極層16との間に電圧を印加したときに、誘電体層18から離れる方向にイオン風を発生させることができる、
イオン風生成機であり、
交流電源20により第一電極層12と第二電極層14との間に印加する交流電圧を、6〜20kVppとし、かつ
直流電源30により第二電極層14と第三電極層16との間に印加する直流電圧を、6〜20kVとする、
イオン風生成機の制御方法である。
《Control method of ion wind generator》
Referring to FIG. 1 which is an exemplary embodiment, the control method of the ion wind generator of the present invention is as follows.
Ion wind generator 100,
Comprising an electrode body 10, an AC power supply 20 and a DC power supply 30,
The electrode body 10 has a first electrode layer 12, a second electrode layer 14, a third electrode layer 16, and a dielectric layer 18, and the AC power supply 20 Between the electrode layers, so that a voltage can be applied between these electrode layers,
A DC power supply 30 is connected between the second electrode layer 14 and the third electrode layer 16 so that a voltage can be applied between these electrode layers;
The first electrode layer 12 and the third electrode layer 16 are disposed substantially parallel to and opposed to a part of one surface of the dielectric layer,
The distance A between the first electrode layer 12 and the third electrode layer 16 is 11 to 35 mm,
A second electrode layer disposed on a portion of the other surface of the dielectric layer;
Thereby, a voltage was applied between the first electrode layer 12 and the second electrode layer 14 by the AC power supply 20, and a voltage was applied between the second electrode layer 14 and the third electrode layer 16 by the DC power supply 30. Sometimes, an ion wind can be generated in a direction away from the dielectric layer 18,
It is an ion wind generator,
An AC voltage applied between the first electrode layer 12 and the second electrode layer 14 by the AC power supply 20 is set to 6 to 20 kVpp, and a DC power supply 30 DC voltage to be applied is set to 6 to 20 kV,
It is a control method of the ion wind generator.

本発明者らは、上記の方法により、体積力の高いイオン風を低電力で得ることができることを見出した。理論に拘束されることを望まないが、第一電極層と第三電極層との間の距離を11〜35mmとした状態で、第一電極層と第二電極層との間に交流電圧を印加すると、図2(a)に示すように、第一電極層12と第三電極層16との間に電界皮膜Xが形成され、その結果、空気中の分子のイオン化が促進され、イオンが堆積されると考えられる。この状態で、第二電極層と第三電極層との間に直流電圧を印加すると、図2(b)に示すように、直流電圧によってこのイオンが弾き飛ばされ、弱い直流電圧でも体積力の高いイオン風を得ることができると考えられる。   The present inventors have found that an ion wind having a high body force can be obtained with low power by the above method. While not wishing to be bound by theory, an AC voltage is applied between the first and second electrode layers with the distance between the first and third electrode layers being 11 to 35 mm. When applied, as shown in FIG. 2A, an electric field film X is formed between the first electrode layer 12 and the third electrode layer 16, and as a result, ionization of molecules in the air is promoted and ions are formed. It is thought to be deposited. In this state, when a DC voltage is applied between the second electrode layer and the third electrode layer, as shown in FIG. 2 (b), the ions are repelled by the DC voltage, and even at a weak DC voltage, the body force is reduced. It is considered that a high ion wind can be obtained.

交流電源により第一電極層と第二電極層との間に印加する交流電圧(peak to peak)は、11kVpp以上、12kVpp以上、又は13kVpp以上であることが、交流電圧による上記の電界皮膜を良好に形成する観点から好ましく、また20kVpp以下、17kVpp以下、又は15kVpp以下であることが、エネルギーの消費を抑制する観点から好ましい。   The AC voltage (peak to peak) applied between the first electrode layer and the second electrode layer by the AC power supply is preferably 11 kVpp or more, 12 kVpp or more, or 13 kVpp or more. It is preferable from the viewpoint of forming the same, and preferably 20 kVpp or less, 17 kVpp or less, or 15 kVpp or less from the viewpoint of suppressing energy consumption.

直流電源により第二電極層と第三電極層との間に印加する直流電圧は、6kV以上、8kV以上、9kV以上、10kV以上、又は11kV以上であることが、イオン風の体積力を大きくする観点から好ましく、また20kVpp以下、17kVpp以下、15kVpp以下、又は13kVpp以下であることが、エネルギーの消費を抑制する観点から好ましい。   The DC voltage applied between the second electrode layer and the third electrode layer by the DC power supply is 6 kV or more, 8 kV or more, 9 kV or more, 10 kV or more, or 11 kV or more, which increases the ionic wind body force. It is preferable from the viewpoint, and preferably from 20 kVpp or less, 17 kVpp or less, 15 kVpp or less, or 13 kVpp or less from the viewpoint of suppressing energy consumption.

第二電極層を電気的に接地させることが、安全性の観点から好ましい。   It is preferable to electrically ground the second electrode layer from the viewpoint of safety.

第一電極層及び第三電極層は、略平行に対向して配置されている。ここで、本発明において、「略平行」とは、完全な平行に対する角度の差が、10°以内、5°以内、3°以内、又は1°以内であることを意味するものである。   The first electrode layer and the third electrode layer are arranged to face substantially in parallel. Here, in the present invention, “substantially parallel” means that the angle difference with respect to perfect parallelism is within 10 °, 5 °, 3 °, or 1 °.

第一電極層と第三電極層との間の距離は、11mm以上、13mm以上、15mm以上、又は18mm以上であることが、交流電圧を印加した際における短絡放電を抑制する観点から好ましく、また35mm以下、33mm以下、30mm以下、27mm以下、25mm以下、又は22mm以下、特に20mmであることが、交流電圧による上記の電界皮膜を良好に形成する観点から好ましい。   The distance between the first electrode layer and the third electrode layer is preferably 11 mm or more, 13 mm or more, 15 mm or more, or 18 mm or more, from the viewpoint of suppressing short-circuit discharge when an AC voltage is applied, and It is preferable that the thickness be 35 mm or less, 33 mm or less, 30 mm or less, 27 mm or less, 25 mm or less, or 22 mm or less, particularly 20 mm, from the viewpoint of favorably forming the above-mentioned electric field film by AC voltage.

第一及び第三電極層の長さは、互いに異なっていてもよく、又は互いに等しくてもよいが、互いに等しいことが、製造上の観点から好ましい。   The lengths of the first and third electrode layers may be different from each other or may be equal to each other, but are preferably equal to each other from the viewpoint of manufacturing.

第二電極層は、第一電極層と第三電極層との間の領域に対応する位置に配置されていることが、交流電圧による上記の電解皮膜を良好に形成する観点から好ましい。   It is preferable that the second electrode layer is disposed at a position corresponding to a region between the first electrode layer and the third electrode layer, from the viewpoint of favorably forming the above-mentioned electrolytic film by an AC voltage.

以下では、本発明の方法において用いるイオン風生成機の各構成について説明する。   Hereinafter, each configuration of the ion wind generator used in the method of the present invention will be described.

〈電極体〉
電極体は、第一電極層、第二電極層、第三電極層、及び誘電体層を有する。
<Electrode body>
The electrode body has a first electrode layer, a second electrode layer, a third electrode layer, and a dielectric layer.

(第一電極層)
第一電極層は、交流電源と接続されている電極層、例えば帯状の電極層である。
(First electrode layer)
The first electrode layer is an electrode layer connected to an AC power supply, for example, a strip-shaped electrode layer.

第一電極層は、導電性を示す材料で構成されていてよく、例えば、亜鉛、アルミニウム、金、銀、銅、白金、ニクロム、イリジウム、タングステン、ニッケル、鉄等の金属であってよい。また、第一電極層としては、銀ペーストやカーボンペースト等の導電性ペーストにポリエステル系樹脂やエポキシ樹脂、ポリウレタン系樹脂、塩ビ系樹脂、フェノール系樹脂等とブレンドした導電性インクを用いることができる。   The first electrode layer may be made of a material exhibiting conductivity, and may be, for example, a metal such as zinc, aluminum, gold, silver, copper, platinum, nichrome, iridium, tungsten, nickel, and iron. As the first electrode layer, a conductive ink such as a silver paste or a carbon paste, which is blended with a polyester resin, an epoxy resin, a polyurethane resin, a PVC resin, a phenol resin, or the like can be used. .

(第二電極層)
第二電極層は、交流電源及び直流電源と接続されており、好ましくは電気的に接地している電極層、例えば帯状の電極層である。第二電極層は、第一電極層に関して挙げた材料で構成されていてよい。
(Second electrode layer)
The second electrode layer is connected to an AC power supply and a DC power supply, and is preferably an electrically grounded electrode layer, for example, a strip-shaped electrode layer. The second electrode layer may be composed of the materials listed for the first electrode layer.

(第三電極層)
第三電極層は、直流電源と接続されている電極層、例えば帯状の電極層である。第三電極層は、第一電極層に関して挙げた材料で構成されていてよい。
(Third electrode layer)
The third electrode layer is an electrode layer connected to a DC power supply, for example, a strip-shaped electrode layer. The third electrode layer may be composed of the materials listed for the first electrode layer.

(誘電体層)
誘電体層としては、随意の絶縁体を用いることができ、例えばマイカ、ガラス、セラミック、樹脂等を用いることができる。誘電体層は、例えばシート状の誘電体層であってよい。
(Dielectric layer)
An arbitrary insulator can be used as the dielectric layer, and for example, mica, glass, ceramic, resin, or the like can be used. The dielectric layer may be, for example, a sheet-shaped dielectric layer.

セラミックとしては、例えばアルミナ、ジルコニア窒化ケイ素、窒化アルミ二ウム等を用いることができる。   As the ceramic, for example, alumina, zirconia silicon nitride, aluminum nitride, or the like can be used.

樹脂としては、例えばフェノール樹脂、ユリア樹脂、ポリエステル、エポキシ、シリコン、ポリエチレン、ポリテトラフルオロエチレン、ポリスチロール、軟質エンビ、硬質エンビ、酢酸セルロース、ポリエチレンテレフタレート、テフロン(登録商標)、生ゴム、軟質ゴム、エボナイト、ステアタイト、ブチルゴム、ネオプレーン等を用いることができる。   As the resin, for example, phenol resin, urea resin, polyester, epoxy, silicone, polyethylene, polytetrafluoroethylene, polystyrene, soft embi, hard embi, cellulose acetate, polyethylene terephthalate, Teflon (registered trademark), raw rubber, soft rubber, Ebonite, steatite, butyl rubber, neoprene and the like can be used.

〈交流電源〉
交流電源は、第一電極層と第二電極層との間に接続されており、それによってこれらの電極層の間に電圧を印加することができる交流電源である。交流電源としては、6〜20kVppの交流電圧を印加できる交流電源である限り、随意の交流電源を用いることができる。
<AC source>
The AC power supply is an AC power supply that is connected between the first electrode layer and the second electrode layer, so that a voltage can be applied between these electrode layers. As the AC power supply, any AC power supply that can apply an AC voltage of 6 to 20 kVpp can be used.

〈直流電源〉
直流電源が、第二電極層と第三電極層との間に接続されており、それによってこれらの電極層の間に電圧を印加することができる直流電源である。直流電源は、6〜20kVの直流電圧を印加できる直流電源である限り、随意の直流電源を用いることができる。
<DC power supply>
A DC power supply is connected between the second electrode layer and the third electrode layer, whereby a DC power supply can apply a voltage between these electrode layers. As the DC power supply, any DC power supply can be used as long as the DC power supply can apply a DC voltage of 6 to 20 kV.

実施例及び比較例により本発明を具体的に説明するが、本発明は、これらに限定されるものではない。   The present invention will be specifically described with reference to Examples and Comparative Examples, but the present invention is not limited to these.

《イオン風生成機の作製》
〈実施例1〉
図1に示すように、誘電体層18としてのポリテトラフルオロエチレンシート(60mm×60mm、厚さ1mm)の一方の表面に、第一電極層12及び第三電極層16としてのアルミニウムテープ(幅5mm、長さ35mm)を、20mmの間隔で平行に配置した。以下の表1〜4においては、この第一電極層と第三電極層との間隔を、「電極間距離」と言及する。
<< Making of ion wind generator >>
<Example 1>
As shown in FIG. 1, on one surface of a polytetrafluoroethylene sheet (60 mm × 60 mm, thickness 1 mm) as the dielectric layer 18, an aluminum tape (width) as the first electrode layer 12 and the third electrode layer 16 is provided. 5 mm, length 35 mm) were arranged in parallel at intervals of 20 mm. In Tables 1 to 4 below, the distance between the first electrode layer and the third electrode layer is referred to as “distance between electrodes”.

次いで、ポリテトラフルオロエチレンシートの他方の表面の、第一電極層12と第三電極層16との間の領域に対応する位置に、第二電極層14としてのアルミニウムテープ(幅20mm、長さ35mm)を配置した。   Next, at the position corresponding to the region between the first electrode layer 12 and the third electrode layer 16 on the other surface of the polytetrafluoroethylene sheet, an aluminum tape (width 20 mm, length 35 mm).

次いで、交流電源を第一電極層と第二電極層との間に接続し、直流電源を第二電極層と第三電極層との間に接続し、かつ第二電極層を電気的に接地させて、実施例1のイオン風生成機を作製した。なお、直流電源は、負極端子が第三電極層側になるようにして接続した。   Next, an AC power supply is connected between the first electrode layer and the second electrode layer, a DC power supply is connected between the second electrode layer and the third electrode layer, and the second electrode layer is electrically grounded. Thus, the ion wind generator of Example 1 was manufactured. The DC power supply was connected such that the negative electrode terminal was on the third electrode layer side.

〈実施例2〉
直流電源の正極端子が第三電極層側になるようにしたことを除き、実施例1と同様にして、実施例2のイオン風生成機を作製した。
<Example 2>
An ion wind generator of Example 2 was produced in the same manner as in Example 1, except that the positive electrode terminal of the DC power supply was on the third electrode layer side.

〈比較例1〜2〉
第一電極層12と第三電極層16との間隔を10mmに変更し、かつ第二電極層14の幅を10mmに変更したことを除き、それぞれ実施例1〜2と同様にして、比較例1〜2のイオン風生成機を作製した。
<Comparative Examples 1-2>
Comparative examples were obtained in the same manner as in Examples 1 and 2, except that the distance between the first electrode layer 12 and the third electrode layer 16 was changed to 10 mm, and the width of the second electrode layer 14 was changed to 10 mm. 1-2 ion wind generators were produced.

〈比較例3〉
第一電極層12と第三電極層16との間隔を40〜80mmに変更し、かつこの間隔に応じて第二電極層14の幅を40〜80mmに変更したことを除き、実施例1と同様にして、比較例3のイオン風生成機を作製した。
<Comparative Example 3>
Except that the distance between the first electrode layer 12 and the third electrode layer 16 was changed to 40 to 80 mm, and the width of the second electrode layer 14 was changed to 40 to 80 mm according to this distance, Similarly, an ion wind generator of Comparative Example 3 was produced.

《評価》
第一及び第三電極層の電位を、表1に示している範囲内で変更して、イオン風の体積力を測定した。イオン風の体積力の測定は、各イオン風生成機を電子天秤上に配置し、イオン風を発生させた際の反力を電子天秤により測定することにより行った。
《Evaluation》
The potential of the first and third electrode layers was changed within the range shown in Table 1, and the body force of the ion wind was measured. The measurement of the body force of the ion wind was performed by arranging each ion wind generator on an electronic balance and measuring the reaction force when the ion wind was generated by the electronic balance.

制御条件及び評価結果を表1〜4及び図3に示す。なお、表1〜4において、「GND」(ground)は、電気的に接地していることを意味するものである。また、第三電極層の電位が負の値を示していることは、直流電源の負極端子が第三電極に接続されていることを意味するものである。   Control conditions and evaluation results are shown in Tables 1 to 4 and FIG. In addition, in Tables 1-4, "GND" (ground) means that it is electrically grounded. The fact that the potential of the third electrode layer indicates a negative value means that the negative electrode terminal of the DC power supply is connected to the third electrode.

表1では、第一及び第三電極層の電位を表1に示す範囲で変化させたときのイオン風の最大体積力を示している。   Table 1 shows the maximum body force of the ion wind when the potentials of the first and third electrode layers are changed in the range shown in Table 1.

表2では、実施例1のイオン風生成機について、第一電極層の電位を、11kVpp、14kVpp、17kVpp、20kVppに設定しつつ、第三電極層の電位を変化させてイオン風の体積力を個別に評価したものを、それぞれ実施例1−1〜1−4と言及している。   In Table 2, for the ion wind generator of Example 1, the potential of the first electrode layer was set to 11 kVpp, 14 kVpp, 17 kVpp, and 20 kVpp while the potential of the third electrode layer was changed to reduce the body force of the ion wind. Those evaluated individually are referred to as Examples 1-1 to 1-4, respectively.

表3では、比較例3のイオン風生成機について、電極間距離を40mmに固定しつつ、第三電極層の電位を変化させてイオン風の体積力を個別に評価したものを、比較例3−1と言及している。   Table 3 shows that the ion wind generator of Comparative Example 3 was evaluated individually for the body force of the ion wind by changing the potential of the third electrode layer while fixing the distance between the electrodes to 40 mm. -1.

表2及び表3に示したイオン風の体積力と、第三電極層の電位の絶対値との関係を、図3に示している。   FIG. 3 shows the relationship between the body force of the ion wind shown in Tables 2 and 3 and the absolute value of the potential of the third electrode layer.

表4では、第二電極層と第三電極層との間に直流電圧を印加せず、第一電極層の電位を変化させたときのイオン風の体積力を個別的に評価したものを、実施例1−5と言及している。   In Table 4, without applying a DC voltage between the second electrode layer and the third electrode layer, what individually evaluated the body force of the ionic wind when the potential of the first electrode layer was changed, Reference is made to Examples 1-5.

Figure 2020024845
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表1から、電極間距離が20mmの実施例1〜2のイオン風生成機は、電極間距離が10mmの比較例1〜2のイオン風生成機、及び電極間距離が40mmの比較例3のイオン風生成機と比較して、イオン風の最大体積力が有意に大きいことが理解できよう。   From Table 1, the ion wind generators of Examples 1 and 2 in which the distance between the electrodes is 20 mm are the ion wind generators of Comparative Examples 1 and 2 in which the distance between the electrodes is 10 mm, and Comparative Example 3 in which the distance between the electrodes is 40 mm. It can be seen that the maximum body force of the ion wind is significantly larger than that of the ion wind generator.

また、表2〜3及び図3から、実施例1−1〜1−4及び比較例3−1のイオン風生成機は、第三電極層の電位の絶対値が大きくなると、イオン風の体積力が大きくなる点では共通しているが、比較例3のイオン風生成機では、第三電極の電位の絶対値が15kV以上の場合にイオン風を生じているのに対し、実施例1−1〜1−4のイオン風生成機では、第三電極の電位の絶対値が6kV以上の場合にイオン風を生じていることが理解できよう。このことから、実施例1−1〜1−4のイオン風生成機は、比較例3のイオン風生成機よりも、低電力で高いイオン風の体積力が得られることが理解できよう。   Further, from Tables 2 and 3 and FIG. 3, the ion wind generators of Examples 1-1 to 1-4 and Comparative Example 3-1 show that when the absolute value of the potential of the third electrode layer increases, the volume of the ion wind increases. Although they are common in that the force is increased, the ion wind generator of Comparative Example 3 generates ion wind when the absolute value of the potential of the third electrode is 15 kV or more. It can be understood that the ion wind generators 1-1 to 1-4 generate ion wind when the absolute value of the potential of the third electrode is 6 kV or more. From this, it can be understood that the ion wind generators of Examples 1-1 to 1-4 can obtain higher ionic wind volume force with lower power than the ion wind generator of Comparative Example 3.

また、実施例1−1〜1−4のような個別の評価は明示していないが、実施例2のイオン風生成機の場合でも、実施例1−1〜1−4と同様に、高いイオン風の体積力が得られていた。   In addition, although individual evaluations as in Examples 1-1 to 1-4 are not explicitly described, even in the case of the ion wind generator of Example 2, the evaluation is as high as in Examples 1-1 to 1-4. The body force of the ion wind was obtained.

また、実施例1−1〜1−4のイオン風生成機を比較すると、第一電極層の電位が小さいほど、イオン風の高い体積力が得られることが理解できよう。   Also, comparing the ion wind generators of Examples 1-1 to 1-4, it can be understood that the smaller the potential of the first electrode layer, the higher the volume force of the ion wind can be obtained.

なお、表4から、交流電圧のみの印加では、イオン風が殆ど発生しておらず、このことから、交流電圧及び直流電圧の相互作用が、イオン風の生成に寄与していることが確認できよう。   From Table 4, it can be confirmed that when only the AC voltage is applied, almost no ionic wind is generated. From this, it can be confirmed that the interaction between the AC voltage and the DC voltage contributes to the generation of the ionic wind. Like.

10 電極体
12 第一電極層
14 第二電極層
16 第三電極層
18 誘電体層
20 交流電源
30 直流電源
100 イオン風生成機
A 第一電極層と第二電極層との間の距離
X 電界被膜
Y イオン風
Reference Signs List 10 electrode body 12 first electrode layer 14 second electrode layer 16 third electrode layer 18 dielectric layer 20 AC power supply 30 DC power supply 100 ion wind generator A Distance between first electrode layer and second electrode layer X electric field Coating Y Ion wind

Claims (2)

イオン風生成機の制御方法であって、
前記イオン風生成機が、
電極体と、交流電源及び直流電源を備え、
前記電極体が、第一電極層、第二電極層、第三電極層、及び誘電体層を有し、かつ
前記交流電源が、前記第一電極層と前記第二電極層との間に接続されており、それによってこれらの電極層の間に電圧を印加することができ、
前記直流電源が、前記第二電極層と前記第三電極層との間に接続されており、それによってこれらの電極層の間に電圧を印加することができ、
前記第一及び第三電極層が、前記誘電体層の一方の表面の一部に略平行に対向して配置されており、
前記第一電極層と前記第三電極層との間の距離が、11〜35mmであり、
前記第二電極層が、前記誘電体層の他方の表面の一部に配置されており、
それによって前記交流電源によって前記第一電極層と前記第二電極層との間に電圧を印加し、かつ前記直流電源によって前記第二電極層と前記第三電極層との間に電圧を印加したときに、前記誘電体層から離れる方向にイオン風を発生させることができる、
イオン風生成機であり、
前記交流電源により前記第一電極層と前記第二電極層との間に印加する交流電圧を、6〜20kVppとし、かつ
前記直流電源により前記第二電極層と前記第三電極層との間に印加する直流電圧を、6〜20kVとする、
イオン風生成機の制御方法。
A method for controlling an ion wind generator, comprising:
The ion wind generator,
Equipped with an electrode body, an AC power supply and a DC power supply,
The electrode body has a first electrode layer, a second electrode layer, a third electrode layer, and a dielectric layer, and the AC power supply is connected between the first electrode layer and the second electrode layer. Voltage can be applied between these electrode layers,
The DC power source is connected between the second electrode layer and the third electrode layer, so that a voltage can be applied between these electrode layers;
The first and third electrode layers are disposed to face a part of one surface of the dielectric layer substantially in parallel,
The distance between the first electrode layer and the third electrode layer is 11 to 35 mm,
The second electrode layer is disposed on a part of the other surface of the dielectric layer,
Thereby, a voltage was applied between the first electrode layer and the second electrode layer by the AC power supply, and a voltage was applied between the second electrode layer and the third electrode layer by the DC power supply. Sometimes, an ionic wind can be generated in a direction away from the dielectric layer,
It is an ion wind generator,
An AC voltage applied between the first electrode layer and the second electrode layer by the AC power supply is set to 6 to 20 kVpp, and between the second electrode layer and the third electrode layer by the DC power supply. DC voltage to be applied is set to 6 to 20 kV,
Control method of ion wind generator.
前記交流電圧を、11〜20kVppとする、請求項1に記載のイオン風生成機の制御方法。   The method for controlling an ion wind generator according to claim 1, wherein the AC voltage is set to 11 to 20 kVpp.
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